Beskrivning

Skakflaskor – mer än bara fyllning av volymer

Skakade kulturer odlas i speciella kärl, även kända som Erlenmeyerkolvar. Till skillnad från andra labbkärl har skakflaskor en karakteristisk form för att möjliggöra en bra skakning utan att spilla vätska. Läs mer om skillnader i design och material och dess inverkan på luftningen.

Bildkälla: Kitch Bain/shutterstock.com

Skakbioreaktorer – även kallade Erlenmeyerkolvar eller helt enkelt skakkolvar – introducerades i början av förra seklet. Med en kapacitet från 25 ml till 5 liter erbjuder de flexibilitet för ett brett spektrum av experimentella ändamål, från screening och expansion till mediedesign och tidig processutveckling. De är prisvärda och lämpar sig för odling av bakterier, jäst och svampar samt växt- och djurceller i suspension. Även om det inte krävs någon särskild utbildning för att hantera skakflaskor finns det vissa saker att tänka på för effektiv odling och det finns olika typer av kärl som passar olika tillämpningar.

Flaskmaterial – glas eller plast
Flaskor finns i antingen glas eller plast. För klassiska mikrobiologiska tillämpningar är Erlenmeyerkolvar av återanvändbart autoklaverbart glas i de flesta fall lämpliga. När syreöverföringen är kritisk kan det vara fördelaktigt att arbeta med glas, eftersom glas som hydrofilt material stöder bildandet av den vätskefilm som är ansvarig för syreöverföringen. I jämförelse med detta är plast, om den inte behandlas specifikt, hydrofobisk [1]. När kontaminering är viktigt, t.ex. vid hantering av känsliga kulturer eller produktionssteg, erbjuder sterila engångskolvar med ventilerade lock med 0,2 µm filter största möjliga bekvämlighet och säkerhet. Det finns olika plastmaterial på marknaden, beroende på användningsområde och personliga preferenser. Från mycket motståndskraftig polypropen (PP) för mikrobiologiska tillämpningar till optiskt klara material med fokus på cellodling av däggdjur, som polykarbonat (PC) eller polyetylentereftalatglykol (PETG).

Kolvarnas utformning – specialformer och bafflar
Syftet med att skaka kulturer är att öka luftningen och tillgängligheten för näringsämnen och att förhindra sedimentering. Den typiska Erlenmeyerkolven har en konisk kropp med en bredare bas och en cylindrisk hals. Det finns en mängd olika kolvkonstruktioner, med bred eller smal hals, med eller utan bafflar. Det finns specialkonstruktioner för att ytterligare förbättra gasutbytet, t.ex. Fernbach-kolven med stor volym och bredare botten, vilket ger en stor yta för syretransport, eller engångskolvarna Ultra Yield™ och Optimum Growth Flasks™ med optimerad form för att maximera förhållandet mellan yta och volym [2].

Bafflade kontra icke-bafflade: I icke-bafflade kolvar genereras ett jämnt och regelbundet virvlande vätskeflöde med en väldefinierad och förutsägbar geometri [2]. I jämförelse med detta störs denna virvel avsiktligt i baffelförsedda kolvar genom att man implementerar definierade hålrum i bottenområdet. Denna “brytande virvel”-design förbättrar kulturens luftning och kan vara fördelaktig att använda när kulturens syrebehov är högt. Förutom förbättrad luftning kan baffelkolvar också vara användbara vid hantering av viskösa kulturer, t.ex. filamentösa svampar, för att förhindra sporaggregering eller att kulturen pelleteras [3]. Å andra sidan finns det en högre risk för skumbildning som kan hindra syreöverföringen. Kolvar med bafflar ger också betydligt mer varierande resultat än kolvar utan bafflar på grund av det plötsliga avbrottet i virveln och det mer kaotiska flödesbeteendet [2].

Labteam_Shake-flaskor-mer-än-bara-att-fylla-volymer

Erlenmeyerkolvar a) vidhalsade b) smalhalsade c) utan bafflar d) med bafflar e) Fernbachkolvar

Kolvförslutningar – Från traditionell bomull till ventilerade lock.
För att förhindra kontaminering av odlingarna finns det olika förslutningar för kolvar. Förslutningen ska förhindra kontaminering men måste samtidigt möjliggöra tillräcklig luftning av odlingarna. Förslutningarna sträcker sig från traditionella pluggar, över metallock och silikonsvamp till filterlock för engångsbruk. Hur mycket syre som passerar genom förslutningen beror på diffusionskoefficienten för syre i materialet, halsöppningens bredd och proppens djup [1]. Om kontaminering är ett problem bör bomullsproppar undvikas, eftersom spill (t.ex. när flaskor med bafflar används) eller kondensånga kan fukta bomullen och leda till korskontaminering. Att fukta flaskans förslutning i allmänhet bör undvikas, inte bara för att minska korskontaminering, utan också för att inte minska gaspermeabiliteten. Detta gäller även för icke-hydrofoba filtermaterial, som också kan suga upp fukten. Samma typ av förslutning bör väljas för parallella experiment för att undvika skillnader i gasöverföringshastigheter.

Vilka fyllnadsvolymer rekommenderas?
Ju högre luftningsbehov kulturen har, desto lägre fyllnadsvolym ska väljas. En tumregel är att en fyllnadsvolym på 1/5 av den nominella kolvkapaciteten inte bör överskridas för mikrobiella kulturer, t.ex. 100 ml för en 500 ml Erlenmeyerkolv. Om maximal syreöverföring krävs, t.ex. för långa fermenteringar av högsyreförbrukande stammar, bör fyllnadsvolymen minskas till så lite som 10 % och rotationshastigheten ökas så mycket som kulturens motståndskraft mot skjuvspänning tillåter. För skjuvkänsliga däggdjurskulturer är högre fyllnadsvolymer mellan 30-40 % vanliga med lägre skakningshastigheter ≤ 150 rpm. Specifika kolvtyper som är inriktade på protein- eller plasmiduttryck med hög avkastning har utvecklats under de senaste åren, t.ex. de ovan nämnda Ultra Yield™ och Optimum Growth Flasks™, båda med optimerat förhållande mellan yta och volym och bottenplattor för bättre syreöverföring som möjliggör högre fyllnadsvolym [2].

LEASING / HYRA / AVBETALNING

Vårt samarbete med Svea innebär att du snabbt och enkelt kan få ett förslag på finansiering som passar dina behov Finansiering upp till 100%. Du behöver inte binda ditt kapital. Läs mer om leasing och försäkring.

Investera nu i rätt utrustning för att säkerställa din konkurrenskraft, kapacitet och tillgång till viktig utrustning Fördela kostnaden över den tid som utrustningen används. Utrustningen som säkerhet för finansieringen.

Kontakta oss idag för ett förslag!